冷镦钢冶炼用新型复合脱氧剂的研究

用1kg MoSi₂炉实验研究了成分(%)为≤0.08C,≤0.06Si,≥0.02Al的SWRM6冷镦钢用2.5kg/t Al块+2.5kg/t 复合脱氧剂包芯线或5.0kg/t AlMgFe块脱氧后钢中溶解氧含量-[O]和夹杂物成分的变化。结果表明,在1873℃钢中初始溶解氧为600×10^-6~850×10^-6时,Al脱氧30min后,[O]为6×10^-6~17×10^-6,再经喂复合脱氧剂包芯线30min后,除喂FeCaAl线的炉次[O]较高为13×10^-6,喂FeSiMgBaCaAl、FeMg-CaAl、FeCa线炉次的[O]均达到3×10^-6~4×10^-6。单用70%~80%Al-10%~15%Mg-Fe合金脱氧30min后的炉次的[O]即达到4×10^-6。典型夹杂物分析表明,用AlMgFe合金脱氧产生较大颗粒夹杂物,易上浮排除。     

200 t LD-LBAr-CC流程生产低碳铝镇静钢的洁净度

钢厂试验的低碳铝镇静钢(/%:0.036～0.037C、0.009Si、0.173～0.176Mn、0.012～0.013P、0.005～0.006S)生产流程为200 t LD转炉-钢包吹Ar精炼(LBAr)-230 mm×1 300 mm板坯连铸工艺。通过LD转炉挡渣出钢,并加入Mn-Fe、铝丸进行预脱氧和合金化3 min,钢水T[O]和[N]分别为91.8×10^-6和19.4×10^-6,在氩站经10～12 min 25～45 m³/h流量吹氩和3～5 min 15～25 m³/h的软吹氩后,T[O]降至42.3×10^-6,[N]为22.0×10^-6,中间包和铸坯T[O]分别为38.3×10^-6和28.9×10^-6,[N]分别为23.6×10^-6和26.5×10^-6。该流程生产的铸坯满足T[O]≤30×10^-6的内控要求。经氩站精炼后,显微夹杂物去除率为30.0%,而大型夹杂物去除率达58.7%;显微夹杂物主要为脱氧产物Al₂O₃;大型夹杂物主要为SiO₂、Al₂O₃、SiO₂-Al₂O₃、CaO-SiO₂-Al₂O₃。     

150 t BOF-LF-VD-CC流程无铝脱氧工艺高速轨钢冶炼过程的夹杂物行为

时速350 km高速钢轨要求钢中全氧含量T[O]≤20×10^-6,非金属夹杂物B、C、D类≤1.0级。国内在重轨钢冶炼中,通常采用无铝脱氧工艺,即采用SiCaBa合金强化脱氧,形成了低熔点的Mn-Al-Si-Ba-Ca多元型氧化物夹杂,该类夹杂物在精炼中全部排出钢液。研究了铁水预处理脱硫-150 t顶底复吹转炉-LF-VD-280 mm ×380 mm连铸流程冶炼钢轨钢U71MnG时的夹杂物行为,包括无铝脱氧工艺钢轨钢中氧化物夹杂的组成及特征,转炉终点[C]对钢水氧活度的影响以及LF精炼渣碱度和VD后期软吹氩搅拌对钢氧含量和夹杂物的影响。结果得出,钢轨头部的≤20μm氧化物夹杂为精炼时二次脱氧产物,通过控制转炉终点[C]＞0.15%,控制精炼渣碱度(CaO)/(SiO₂)=2.5~3,∑(FeO+MnO)≤1.0%可有效降低钢轨钢中氧化物的数量和尺寸。     

SiCa和SiCaBa合金对304N不锈钢脱氧和夹杂物变性的影响

通过实验研究SiCa(Si71%-Ca28%)和SiCaBa(Si52%-Ca14%-Ba14%-Al1.82%)合金对304N不锈钢脱氧和夹杂物改性及总氧含量的影响。加入SiCa或SiCaBa合金后，夹杂物中MnO消失，并改性为CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO-(BaO)体系，塑性增强。SiCa处理相比于无脱氧剂处理，夹杂物数密度由350个/mm²降低至170个/mm²，尺寸由0.8μm增加至2.7μm，面积占比为0.05%，但全氧含量并未明显降低。SiCaBa合金处理后夹杂物熔点进一步降低，塑性进一步增强。夹杂物数密度降低至155个/mm²，尺寸增加至3μm，面积占比为0.049%。全氧含量进一步降低，由111×10^-6降至36×10^-6。此外，在加入精炼渣15 min后加入SiCaBa合金，对比30 min后加入的试验结果表明：夹杂物的数量密度进一步下降到70个/mm²，直径3.4...     

80t BOF-LF-RH-CC流程冶炼55SiCr弹簧钢洁净度的研究

55SiCr钢280 mm×325 mm铸坯（/%:0.55C,1.42Si,0.67Mn,0.008S,0.67Cr）的冶炼流程为80 t BOF-LF-RH-CC工艺。通过BOF出钢加Al和硅铁合金,同时加入精炼渣,控制精炼过程渣碱度R（CaO/SiO₂）为2.0左右,RH≥20 min,软吹搅拌≥15 min,控制钢中夹杂物转变,得到洁净弹簧钢55SiCr。分析结果表明,LF精炼过程中夹杂物由早期的Al₂O₃-SiO₂-MnO和Al₂O₃夹杂将逐渐转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,RH真空处理后夹杂物全部转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,LF开始精炼T[O]和[N]分别为36×10^-6和26×10^-6,铸坯T[O]、[N]分别为7×10^-6和43×10^-6,铸坯中夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-SiO₂和Al₂O₃,尺寸≤10μm。      

BOF-RH-CC与BOF-LF-CC流程对冷镦钢ML08Al洁净度的影响

分析了“BOF-RH-CC”和“BOF-LF-CC”两种工艺流程生产的ML08Al钢中非金属夹杂物类型、数量密度及总氧变化。结果表明,两种流程转炉脱氧合金化后钢中非金属夹杂物主要为Al₂O₃;采用“BOF-LF-CC”流程,LF精炼结束钢中部分非金属夹杂物由Al₂O₃转变为Al₂O₃·CaO和Al₂O₃·MgO;而采用“BOF-RH-CC”流程,RH真空后钢中非金属夹杂物仍然以Al₂O₃为主。转炉出钢脱氧合金化后,钢水中总氧含量27.8×10^-6～31.5×10^-6,经过LF精炼后,总氧含量为20.2×10^-6～22.5×10^-6,而经过RH处理后,总氧含量为14.7×10^-6～15.3×10^-6。LF精炼和RH真空处理对夹杂物数量的去除率分别为49.6%和80.9%。因此,“BOF-RH-CC”工艺流程生产的ML08Al钢水洁净度优于“BOF-LF-CC”工艺流程生产的钢水。     

120 t BOF-LF-VD-CC流程冶炼的20CrMnTi齿轮钢氧含量和夹杂物特性

采用全流程系统取样的方式,对120 t BOF-LF-VD-CC工艺生产20CrMnTi齿轮钢中氧含量和夹杂物特性的演变规律进行系统的分析和研究。实验结果表明,采用铝脱氧和高碱度[（CaO）/（SiO₂）=3.8～7]还原渣工艺,能使铸坯中T[O]低于20×10^-6;中间包钢水中平均T[O]增加6×10^-6;齿轮钢冶炼过程中,夹杂物完成了Al₂O₃→Al₂O₃-MgO→Al₂O₃-CaO-MgO的转变。     

铁水预处理-80 t LD-RH-LF-CC生产流程对管线钢夹杂物的影响

通过鱼雷罐铁水喷粉脱硫处理,转炉加低硫废钢、出钢挡渣和加Si-Fe、Mn-Fe脱氧,控制终点[C]0.026%～0.030%,RH脱气处理和加Mn-Fe合金化,LF高碱度渣精炼和喂Ca线冶炼管线钢(%:0.039～0.042C、1.56～1.62Mn、0.01Ti、0.05Nb、0.03V)。检验结果表明,生产管线钢铸坯中的硫含量为(10～18)×10^-6,T[O]30×10^-6,铸坯中大部分夹杂物尺寸≤40μm,主要夹杂物为钙铝酸盐,Al₂O₃夹杂和单独存在的MnS夹杂很少,有利于提高管线钢抗HIC(氢致开裂)性能。     

高品质轴承钢超低氧含量和非金属夹杂物控制的进展

超低氧含量和低夹杂物级别是高品质轴承钢的重要指标。分析了高品质轴承钢中超低氧含量和非金属夹杂物控制的影响因素,如出钢除渣、铝脱氧、高碱度精炼渣、真空或非真空条件下的长时间搅拌和合理的生产工艺流程等。得出生产5×10^-6[O]、≤1×10^-6[H]和≤12×10^-6[Ti]的超纯净高品质轴承钢的关键是对各冶炼工序的严格控制。文中分析了国内轴承钢的质量并提出了研究方向。     

100 t复吹转炉-RH-70 mm板坯连铸流程0. 88% Si无取向硅钢的夹杂物行为

0.88%Si无取向硅钢的生产工艺为100 t BOF出钢时加300kg石灰,终点[C]0.035%~0.05%,出钢温度1640~1650℃,RH吹氧脱碳,加99.0%Al-Fe合金6.69 kg/t,加70%Si-Fe合金15.70 kg/t,70 mm板坯连铸过程全程保护浇铸,使用镁质碱性中间包覆盖剂。分析结果表明,RH终点[O]28×10^-6,铸坯[O]22×10^-6,RH-前[N]为16×10^-6,RH过程增氮4×10^-6,RH结束到铸坯增氮6×10^-6;RH脱碳终点时钢中夹杂物以球形MnO·Al₂O₃为主;RH出站时以不规则形状的Al₂O₃为主,并伴有少量单独存在的CaS夹杂;中间包钢液内的夹杂物主要以不规则形状的Al₂O₃为主;铸坯中多为不规则形状的Al₂O₃以及少量AlN,还有少量由结晶器卷渣引起的含Na成分的复合夹杂物。     

弹簧钢100 t DC EAF-LF-VD流程无铝脱氧工艺实践

EAF-LF-VD冶炼60Si2MnA和55CrSiA弹簧钢时EAF出钢过程加17～23 kg/t低铝硅铁(Al含量≤0.50%)脱氧,LF补加3～6 kg/t硅铁,并控制精炼渣的碱度≤2.5,可控制[Als]≤60×10^-6,总[O](9～20)×10^-6,A类夹杂级别≤0.5,B类≤0.5,C类≤1.5,D类≤0.5。用该脱氧工艺冶炼的钢水可浇注性强,适合大批量工业性生产。     

100 t EAF-LF-VDΦ500 mm连铸坯流程高压锅炉用钢SA-210A1生产实践

生产的高压锅炉用钢SA-210A1（/%:0.08～0.11C,0.22～0.24Si,0.72～0.74Mn,0.007～0.010P,0.004～0.005S,0.010～0.015V,0.025～0.035Ti,0.012～0.018Alt）的冶金工艺流程为55%铁水+废钢-100 t EAFLF-VDΦ500 mm坯连铸-轧制成Φ130mm圆钢。通过低铝脱氧工艺-EAF终点控制[C]≤0.06%,[P]0.006%～0.010%,出钢加石灰12 kg/t,AD粉（/%:10～13A1,55～60Al₂O₃,5～8SiO₂, 5～8Mg0）3 kg/t,700%Al钢芯铝3 kg/t预脱氧;LF采用5.76～6.06高碱度Al₂O₃渣系,LF终点喂0.40 kg/t钙线,软吹≥10 min;中间包钢水过热度15～25℃连铸结晶器和末端电磁搅拌,拉速0.31～0.32 m/min,铸坯缓冷≥48 h等工艺措施,SA-210A1钢中的[O]16×10^-6~ 24×10^-6,[N]65×10^-6～80×10^-6,[Alt]≤0.020%,铸坯和热轧圆钢低倍组织和非金属夹杂物均满足要求     

增进核电焊材用钢508 Ⅲ洁净度的工艺实践

核电焊材用钢508 Ⅲ（/%:0.09~0.12C,0.30~0.40Si,1.45~1.65Mn,≤0.008P,≤0.008S,0.45~0.60Mo,0.60~0.75Ni）的生产工艺流程为20t EAF-LF-VD-4t铸锭-锻造150 mm×150 mm坯-轧制Φ5.5mm盘条。采用精选炉料,以及高碱度渣、高FeO含量,钢水温度1550~1570℃等措施控制,电弧炉终点[P]≤0.002%,并选用低磷合金,使钢中磷含量≤0.006%;LF采用硅钙合金沉淀脱氧,SiC粉扩散脱氧、CaO-Al₂O₃-SiO₂渣系,碱度5.0~5.5,VD真空度≤67Pa,Ar流量30~50 L/min,保护浇铸等措施后,3炉钢的分析结果表明,钢中气体含量为1.3×10^-6~1.5×10^-6[H],10×10^-6~14×10^-6[O]和44×10^-6~58×10^-6[N],满足核电焊材用钢508Ⅲ洁净度的要求。     

X80管线钢LF-RH二次精炼过程夹杂物行为及控制

研究了210 t BOF-LF-RH-CC工艺流程生产X80管线钢(%:0.041～0.044C、0.15Si、1.78～1.80Mn、0.007～0.010P、0.000 8～0.001 2S、0.039～0.047[Al]s)时精炼过程中夹杂物的变化。在BOF出钢阶段采用加Al强脱氧(0.01%～0.02%[Al]s),LF精炼过程采用高碱度、强还原性精炼渣(精炼渣成分%:50～58CaO、7～10MgO、20～25Al₂O₃、4～7SiO₂、0.5～1.4TFe),炉渣和钢液反应活跃,使得钢中Al₂O₃夹杂物很快向液态钙铝酸盐和部分液态CaO-MgO-Al₂O₃复合夹杂物转变。液态夹杂物通过碰撞、聚合、长大及上浮去除,提高了钢液的洁净度。浇铸前T[O]降到(7～10)×10^-6,钢中夹杂物尺寸在3～5μm,试验炉次的热轧板内未发现大尺寸的低熔点钙铝酸盐类长条夹杂物。     

100 t EAF-LF-VD-CC流程冶炼非调质钢49MnVS3的工艺实践

10炉非调质钢49MnVS3(/%:0.46~0.48C,0.30~0.40Si,0.88~0.92Mn,0.001~0.014P,0.004~0.005S,0.09~0.10V,0.19~0.22Cr)由100 t EBT DC EAF-LF-VD-260 mm×340 mm坯连铸-Φ140~150 mm材轧制流程生产。采用兑入75%铁水,EAF前期脱磷至≤0.015%P,出钢前[C]为0.20%~0.30%,精炼时加150~200kg碳化硅,控制LF精炼渣碱度2.80~2.95,(CaO)/(Al₂O₃)=1.2~1.6,VD后喂1.5 m/t钙铁线,软吹时间≥15min等工艺措施,49MnVS3钢中[N]、[H]和[O]分别为130×10^-6~220×10^-6,1.2×10^-6~1.5×10^-6和5×10^-6~11×10^-6,成品材晶粒度≥5级,非金属夹杂物和低倍组织均≤1.5级,组织(带状≤1级)和力学性能(R_m 803~883 MPa,R_el 517~590 MPa, A 16%~21%,A_ku 39~99 J)均满足标准要求。